本專利申請要求美國臨時申請No.61/983,360的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其名為“FUEL CONTROL SYSTEMS FOR OPERATING GASOLINE ENGINES BASED ON ETHANOL-WATER-HYDROGEN MIXTURE FUELS”，并于2014年4月23日由申請人American United Energy,Inc.和發(fā)明人Pinliang Fan遞交。

技術(shù)領(lǐng)域

在本申請中描述的主題大體涉及用于汽車的替代燃料技術(shù)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)氫燃料首先在特殊設(shè)備處被制造，然后以氣體或液體形式儲存并運(yùn)輸，然后提供到基于氫燃料的車輛。例如，氫氣或富氫氣體可儲存在加壓氣體箱中，所述加壓氣體箱則安裝在車輛上，以便被車輛發(fā)動機(jī)使用。但是，與在汽油發(fā)動機(jī)中燃料的汽油燃料相比，由氣體箱供應(yīng)的氫氣通常具有較低的密度。因此，氫氣箱作為燃料源通常不足以為普通的汽油發(fā)動機(jī)車輛供能。

替換地，當(dāng)液體氫直接進(jìn)入氣缸中燃燒時，液體氫可產(chǎn)生比氣體氫高得多的功率。但是，儲存液體氫很麻煩，因?yàn)槠湫枰蜏囟群吞厥獾膬Υ嫦?。此外，這樣的特殊儲存箱不僅笨拙而在車輛中占據(jù)過多空間，其還具有比汽油箱低得多的體積能量比。因此，這樣的燃料箱的典型操作里程明顯小于汽油車輛的典型500km里程。此外，以氣體形式或液體形式儲存和運(yùn)輸氫可非常危險和昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本文件中披露的技術(shù)涉及用于通過在汽油發(fā)動機(jī)車輛的汽油發(fā)動機(jī)內(nèi)將酒精和水混合物轉(zhuǎn)化為富氫氣體以為汽油發(fā)動機(jī)車輛供能，而將酒精和水混合物用作燃料的系統(tǒng)、裝置和技術(shù)，以為汽油發(fā)動機(jī)車輛供能。

在一個方面，披露了一種用于使汽油發(fā)動機(jī)車輛靠作為燃料的酒精和水混合物運(yùn)行的方法。該方法包括使一定量的酒精和水混合物通過催化管，以催化酒精和水混合物。接下來，利用在汽油發(fā)動機(jī)車輛內(nèi)的汽油發(fā)動機(jī)的燃料噴射器，被催化的酒精和水混合物被噴射到汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中，以形成與空氣混合的被催化的酒精和水混合物的霧。被催化的酒精和水混合物的霧和空氣通過氣缸的進(jìn)氣閥被吸入到汽油發(fā)動機(jī)的氣缸中，其中，被催化的酒精和水混合物的霧變?yōu)楸淮呋木凭退旌衔锏恼魵猓鴼飧變?nèi)的高溫導(dǎo)致被催化的酒精和水混合物的蒸氣瞬時轉(zhuǎn)化為富氫氣體(其包含最高比例的H₂，但可還包括CO、CO₂、和諸如O₂的其他氣體)。富氫氣體和空氣混合物隨后被點(diǎn)燃以燃燒，并產(chǎn)生用于汽油發(fā)動機(jī)車輛的功率。

在一些實(shí)施方案中，酒精和水混合物中的酒精部分包括乙醇。

在一些實(shí)施方案中，酒精和水混合物中的酒精部分包括乙醇和甲醇。

在一些實(shí)施方案中，酒精和水混合物中的酒精部分主要包括乙醇。

在一些實(shí)施方案中，酒精和水混合物中的水部分是總體積的至少20％但不多于總體積的70％。

在一些實(shí)施方案中，酒精和水混合物中的水成分是總體積的至少30％但不多于總體積的60％。

在一些實(shí)施方案中，酒精和水混合物中的水成分是總體積的至少40％但不多于總體積的55％。

在一些實(shí)施方案中，酒精和水混合物由大體相等部分的乙醇和水構(gòu)成。

在一些實(shí)施方案中，在使酒精和水混合物通過催化管之前，所述方法還包括將催化管預(yù)熱到預(yù)定溫度。

在一些實(shí)施方案中，對酒精和水混合物進(jìn)行催化導(dǎo)致酒精和水混合物中的氫鍵明顯弱化。

在一些實(shí)施方案中，在使酒精和水混合物通過催化管之前，所述方法還包括通過以下執(zhí)行發(fā)動機(jī)冷起動：通過靠副燃料源運(yùn)行汽油發(fā)動機(jī)而預(yù)熱汽油發(fā)動機(jī)；和然后提供汽油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的熱，以將催化管預(yù)熱到預(yù)定溫度。

在一些實(shí)施方案中，副燃料源是儲存在貯存箱中的氫氣或富氫氣體，該貯存箱安裝在汽油發(fā)動機(jī)車輛上。

在一些實(shí)施方案中，貯存箱將氫氣或富氫氣體直接供應(yīng)到進(jìn)氣歧管中。

在一些實(shí)施方案中，靠副燃料源運(yùn)行汽油發(fā)動機(jī)之前，該方法還包括停用燃料噴射器。

在一些實(shí)施方案中，酒精和水混合物儲存在汽油發(fā)動機(jī)車輛的汽油箱中。

另一方面，披露了電子控制模塊，其安裝在汽油發(fā)動機(jī)車輛上，用于控制汽油發(fā)動機(jī)車輛，以在作為燃料的酒精和水混合物上運(yùn)行。該電子控制模塊與汽油發(fā)動機(jī)車輛的傳統(tǒng)電子控制單元(ECU)不同。該電子控制模塊包括處理器、存儲器和耦連至汽油發(fā)動機(jī)車輛的ECU的接口，以接收來自ECU的各個傳感器信號。電子控制模塊還包括一組互連件，其耦連至汽油發(fā)動機(jī)車輛的各個模塊，包括汽油發(fā)動機(jī)車輛的汽油發(fā)動機(jī)。通過該組互連件，電子控制模塊的處理器控制使汽油發(fā)動機(jī)車輛靠儲存在汽油發(fā)動機(jī)車輛的汽油箱中的酒精和水混合物運(yùn)行的方法。所述方法包括步驟：使一定量的酒精和水混合物通過催化劑管，以催化酒精和水混合物；利用在車輛的汽油發(fā)動機(jī)的燃料噴射器噴射被催化的酒精和水混合物到汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中，以形成與空氣混合的被催化的酒精和水混合物的霧；迫使被催化的酒精和水混合物的霧和空氣通過氣缸的進(jìn)氣閥進(jìn)入汽油發(fā)動機(jī)的氣缸中，在那里，被催化的酒精和水混合物的霧變?yōu)楸淮呋木凭退旌衔锏恼魵?，而氣缸?nèi)的高溫導(dǎo)致被催化的酒精和水混合物的蒸氣瞬時轉(zhuǎn)化為富氫氣體；和點(diǎn)燃富氫氣體和空氣混合物以燃燒，并產(chǎn)生用于汽油發(fā)動機(jī)車輛的功率。

在一些實(shí)施方案中，該電子控制模塊被構(gòu)造為控制汽油發(fā)動機(jī)車輛的冷起動過程。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊通過以下控制冷起動過程：接收冷起動信號，例如從ECU接收；通過控制使汽油發(fā)動機(jī)靠副燃料源運(yùn)行而控制預(yù)熱汽油發(fā)動機(jī)；及控制將催化管預(yù)熱到預(yù)定溫度。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊通過還控制冷起動過程的時長而控制冷起動過程；和控制從冷起動過程切換到常規(guī)操作模式以靠酒精和水混合物運(yùn)行。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊通過控制將汽油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的熱傳遞至催化管而控制預(yù)熱催化管。

在一些實(shí)施方案中，副燃料源是儲存在貯存箱中的氫氣或富氫氣體，該貯存箱安裝在汽油發(fā)動機(jī)車輛上。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊操作為，通過耦連至貯存箱的所述一組互連件而控制貯存箱的打開、關(guān)閉、氣體流速。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊操作為，通過耦連至汽油箱和貯存箱二者的所述一組互連件，控制在儲存在汽油箱中的酒精和水混合物和儲存在貯存箱中的氫氣或富氫氣體之間切換用于汽油發(fā)動機(jī)的燃料源。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊操作為，通過所述一組互連件控制燃料噴射器的打開和關(guān)閉狀態(tài)。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊操作為，通過耦連至火花塞的所述一組互連件而控制富氫氣體和空氣混合物的點(diǎn)火時機(jī)。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊操作為，當(dāng)靠酒精和水混合物運(yùn)行時，使用從ECU接收的傳感器信號，以調(diào)整和控制汽油發(fā)動機(jī)的操作條件，以與靠汽油燃料運(yùn)行時的汽油發(fā)動機(jī)的操作條件相兼容，從而ECU繼續(xù)執(zhí)行控制發(fā)動機(jī)性能的正常功能，好似汽油發(fā)動機(jī)靠汽油燃料運(yùn)行一樣。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊被操作為，控制渦輪增壓模式，其通過打開貯存箱以將額外富氫氣體供應(yīng)至汽油發(fā)動機(jī)而瞬時增加輸出扭矩。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊操作為，通過耦連至排氣系統(tǒng)的所述一組互連件，監(jiān)視排氣排放，并控制排氣中的特定化合物的排放水平。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊操作為，通過耦連至汽油箱的所述一組互連件，執(zhí)行酒精和水混合物上的驗(yàn)證，以防止使用不允許酒精和水混合物。

在一些實(shí)施方案中，電子控制模塊操作為，獲取酒精和水混合物的購買信息，并基于購買信息檢測不允許燃料購買。

在又一方面，披露了一種混合動力車輛，其靠酒精和水混合物和汽油二者運(yùn)行?；旌蟿恿囕v包括汽油發(fā)動機(jī)、填充有酒精和水混合物的汽油箱；耦連在汽油箱和汽油發(fā)動機(jī)之間的催化管，從而當(dāng)酒精和水混合物通過催化管時，催化酒精和水混合物；和電子控制模塊，其控制混合動力車輛，以從催化管接收被催化的酒精和水混合物，以導(dǎo)致燃燒，其為混合動力車輛供能，以靠酒精和水混合物運(yùn)行。該電子控制模塊與汽油發(fā)動機(jī)車輛的傳統(tǒng)電子控制單元(ECU)不同。混合動力車輛還包括儲存富氫氣體的貯存箱。該貯存箱被構(gòu)造為將富氫氣體直接供應(yīng)到汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中。在一個實(shí)施例中，乙醇和水混合物由大體相等部分的乙醇和水構(gòu)成。

在又一方面中，披露了一種用于將酒精和水混合物在汽油發(fā)動機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)化為富氫氣體的方法，從而相關(guān)聯(lián)的汽油發(fā)動機(jī)車輛靠作為燃料的酒精和水混合物運(yùn)行。該方法首先通過使汽油發(fā)動機(jī)靠副燃料源運(yùn)行而預(yù)熱汽油發(fā)動機(jī)，并將催化劑管預(yù)熱到預(yù)定溫度。該方法包括使一定量的酒精和水混合物通過催化劑管，以催化酒精和水混合物，由此導(dǎo)致酒精和水混合物中的氫鍵明顯弱化。接下來，利用汽油發(fā)動機(jī)的燃料噴射器，被催化的酒精和水混合物被噴射到汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中，以形成與空氣混合的被催化的酒精和水混合物的霧。被催化的酒精和水混合物的霧和空氣通過氣缸的進(jìn)氣閥被吸入到汽油發(fā)動機(jī)的氣缸中，在那里，被催化的酒精和水混合物的霧變?yōu)楸淮呋木凭退旌衔锏恼魵?，而氣缸?nèi)的高溫導(dǎo)致被催化的酒精和水混合物的蒸氣瞬時轉(zhuǎn)化為富氫氣體。富氫氣體和空氣混合物隨后燃燒，以產(chǎn)生用于汽油發(fā)動機(jī)車輛的功率。

在一些實(shí)施方案中，酒精和水混合物儲存在汽油發(fā)動機(jī)車輛的汽油箱中，副燃料源是儲存在貯存箱中的氫氣或富氫氣體。

在一些實(shí)施方案中，副燃料元通過用由燃燒產(chǎn)生的排氣中的氫氣或富氫氣體的至少一些重新填充貯存箱而被重新填滿。

在一些實(shí)施方案中，副燃料源通過由使受控量的酒精和水混合物通過汽油發(fā)動機(jī)車輛的熱排氣系統(tǒng)產(chǎn)生的富氫氣體重新填充貯存箱而被重新填滿。

所披露的技術(shù)的上述方面、實(shí)施方式和其他特征在附圖、說明書和權(quán)利要求中詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)在此所述的一些實(shí)施例的EWH車輛內(nèi)的示例EW燃料輸送系統(tǒng)的方框圖；

圖2示出了根據(jù)在此所述的一些實(shí)施例的EWH車輛內(nèi)的示例發(fā)動機(jī)的示意圖；

圖3示出顯示根據(jù)在此所述的一些實(shí)施例的EWH車輛內(nèi)的從EWH模塊/控制器到各個模塊的耦連和控制以確保適當(dāng)?shù)腅W燃料消耗的方框圖；

圖4示出根據(jù)在此所述的一些實(shí)施例的靠EW燃料運(yùn)行的汽油發(fā)動機(jī)車輛上安裝的所提出的EWH控制器執(zhí)行的各個控制功能；

圖5示出根據(jù)在此所述的一些實(shí)施例的利用所提出的EWH控制器控制汽油發(fā)動機(jī)車輛以靠EW燃料運(yùn)行的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本申請描述了一種用于汽車的清潔燃料技術(shù)。代替使用汽油燃料，本技術(shù)提供了一種對汽油發(fā)動機(jī)車輛的最小改進(jìn)，從而被改變的汽油車輛可靠酒精和水混合物制成的清潔燃料運(yùn)行。對汽油發(fā)動機(jī)所提出的改進(jìn)可包括添加一個或多個配件到常規(guī)汽油發(fā)動機(jī)的燃料輸送路徑上，同時發(fā)動機(jī)系統(tǒng)基本沒有改變。還披露了用于控制被改變的汽油發(fā)動機(jī)車輛的技術(shù)、系統(tǒng)和裝置，以靠作為燃料的酒精和水混合物運(yùn)行，并用于將酒精和水混合物在汽油發(fā)動機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)化為富氫氣體，以為改變的汽油發(fā)動機(jī)車輛供能。

在一個方面，披露了一種用于使汽油發(fā)動機(jī)車輛靠作為燃料的酒精和水混合物運(yùn)行的方法。該方法包括使一定量的酒精和水混合物通過催化管，以催化酒精和水混合物。接下來，利用在汽油發(fā)動機(jī)車輛內(nèi)的汽油發(fā)動機(jī)的燃料噴射器，被催化的酒精和水混合物被噴射到汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中，以形成與空氣混合的被催化的酒精和水混合物的霧。被催化的酒精和水混合物的霧和空氣通過氣缸的進(jìn)氣閥被吸入到汽油發(fā)動機(jī)的氣缸中，其中，被催化的酒精和水混合物的霧變?yōu)楸淮呋木凭退旌衔锏恼魵猓鴼飧變?nèi)的高溫導(dǎo)致被催化的酒精和水混合物的蒸氣瞬時轉(zhuǎn)化為富氫氣體(其包含最高比例的H₂，但可還包括CO、CO₂、和諸如O₂的其他氣體)。富氫氣體和空氣混合物隨后被點(diǎn)燃以燃燒，并產(chǎn)生用于汽油發(fā)動機(jī)車輛的功率。

另一方面，披露了電子控制模塊，其安裝在汽油發(fā)動機(jī)車輛上，用于控制汽油發(fā)動機(jī)車輛，以靠作為燃料的酒精和水混合物運(yùn)行。該電子控制模塊與汽油發(fā)動機(jī)車輛的傳統(tǒng)電子控制單元(ECU)不同。該電子控制模塊包括處理器、存儲器和耦連至汽油發(fā)動機(jī)車輛的ECU的接口，以接收來自ECU的各個傳感器信號。電子控制模塊還包括一組互連件，其耦連至汽油發(fā)動機(jī)車輛的各個模塊，以控制使汽油發(fā)動機(jī)車輛靠儲存在汽油發(fā)動機(jī)車輛的汽油箱中的酒精和水混合物運(yùn)行的方法。所述方法包括步驟：使一定量的酒精和水混合物通過催化劑管，以催化酒精和水混合物；利用在車輛的汽油發(fā)動機(jī)的燃料噴射器噴射被催化的酒精和水混合物到汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中，以形成與空氣混合的被催化的酒精和水混合物的霧；迫使被催化的酒精和水混合物的霧和空氣通過氣缸的進(jìn)氣閥進(jìn)入汽油發(fā)動機(jī)的氣缸中，在那里，被催化的酒精和水混合物的霧變?yōu)楸淮呋木凭退旌衔锏恼魵?，而氣缸?nèi)的高溫導(dǎo)致被催化的酒精和水混合物的蒸氣瞬時轉(zhuǎn)化為富氫氣體；和點(diǎn)燃富氫氣體和空氣混合物以燃燒，并產(chǎn)生用于汽油發(fā)動機(jī)車輛的功率。

在又一方面，披露了一種混合動力車輛，其靠酒精和水混合物和汽油二者運(yùn)行?；旌蟿恿囕v包括汽油發(fā)動機(jī)、填充有酒精和水混合物的汽油箱；耦連在汽油箱和汽油發(fā)動機(jī)之間的催化管，從而當(dāng)酒精和水混合物通過催化管時，催化酒精和水混合物；和電子控制模塊，用于控制混合動力車輛，以靠酒精和水混合物運(yùn)行。該電子控制模塊與汽油發(fā)動機(jī)車輛的傳統(tǒng)電子控制單元(ECU)不同?；旌蟿恿囕v還包括儲存富氫氣體的貯存箱。該貯存箱被構(gòu)造為將富氫氣體直接供應(yīng)到汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中。在一個實(shí)施例中，酒精和水混合物由大體相等部分的乙醇和水構(gòu)成。

在又一方面中，披露了一種用于將酒精和水混合物在汽油發(fā)動機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)化為富氫氣體的方法，從而相關(guān)聯(lián)的汽油發(fā)動機(jī)車輛靠作為燃料的酒精和水混合物運(yùn)行。該方法首先通過使汽油發(fā)動機(jī)靠副燃料源運(yùn)行而預(yù)熱汽油發(fā)動機(jī)，并將催化管預(yù)熱到預(yù)定溫度。該方法包括使一定量的酒精和水混合物通過催化劑管，以催化酒精和水混合物，由此導(dǎo)致酒精和水混合物中的氫鍵明顯弱化。接下來，利用汽油發(fā)動機(jī)的燃料噴射器，被催化的酒精和水混合物被噴射到汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中，以形成與空氣混合的被催化的酒精和水混合物的霧。被催化的酒精和水混合物的霧和空氣通過氣缸的進(jìn)氣閥被吸入到汽油發(fā)動機(jī)的氣缸中，在那里，被催化的酒精和水混合物的霧變?yōu)楸淮呋木凭退旌衔锏恼魵猓鴼飧變?nèi)的高溫導(dǎo)致被催化的酒精和水混合物的蒸氣瞬時轉(zhuǎn)化為富氫氣體。富氫氣體和空氣混合物隨后燃燒，以產(chǎn)生用于汽油發(fā)動機(jī)車輛的功率。

在一些實(shí)施例中，可應(yīng)用于所提出的技術(shù)的燃料是乙醇和水的混合物，其中，水含量至少為20％但不多于70％。在一些實(shí)施例中，可應(yīng)用于所提出的技術(shù)的燃料是乙醇、甲醇和水的混合物，其中，水含量至少為20％但不多于70％。在一些實(shí)施例中，可應(yīng)用于所提出的技術(shù)的燃料是兩種或多種基于酒精的化合物和水的混合物，其中，水含量至少為20％但不多于70％。在一些實(shí)施例中，可應(yīng)用于所提出的技術(shù)的燃料是一種或多種基于酒精的化合物和水的混合物，其中，水含量至少為30％但不多于60％。在一些實(shí)施例中，可應(yīng)用于所提出的技術(shù)的燃料是一種或多種基于酒精的化合物和水的混合物，其中，水含量至少為40％但不多于55％。在一些實(shí)施例中，可應(yīng)用于所提出的技術(shù)的燃料是一種或多種基于酒精的化合物、水和一種或多種催化劑的混合物，所述催化劑弱化在酒精和水混合物中的氫鍵。

本申請還提供了一種電子模塊和技術(shù)，用于控制汽油發(fā)動機(jī)車輛，以靠作為燃料的酒精和水混合物運(yùn)行。在優(yōu)選實(shí)施例中，酒精和水混合物中的酒精成分是乙醇。為了簡便，將用作用于汽油發(fā)動機(jī)的燃料的酒精和水的混合物在此稱為“E(乙醇)W(水)混合物”或“EW燃料”。例如，該清潔燃料可由大約50％(按體積)的乙醇和大約50％(按體積)的水的混合物制成。但是，如上所述，所披露的而技術(shù)可應(yīng)用于其他類型和比例的酒精和水混合物，且因此以下描述的“EW混合物”或“EW燃料”可包括各種組分和比例的基于酒精的額化合物和水混合物。

所提出的電子模塊電耦連到汽油車輛的標(biāo)準(zhǔn)電子控制單元(ECU)，以當(dāng)汽油發(fā)動機(jī)靠EW燃料運(yùn)行時，接收各種實(shí)時傳感器信號，并操作，以確保當(dāng)EW燃料運(yùn)行時的發(fā)動機(jī)性能與當(dāng)在汽油燃料上運(yùn)行時的性能基本相同。所提出的電子模塊控制靠EW燃料運(yùn)行和靠汽油發(fā)動機(jī)車輛上的貯存箱中儲存的副燃料源氫氣運(yùn)行之間進(jìn)行切換。如果車輛攜帶汽油燃料和EW燃料二者時，所提出的電子模塊可還控制汽油燃料操作和EW燃料操作之間的切換。

在一些實(shí)施方案中，電子模塊控制發(fā)動機(jī)的冷起動，以使發(fā)動機(jī)氣缸升溫，例如通過控制靠副燃料源運(yùn)行的汽油發(fā)動機(jī)。電子模塊還控制催化管的預(yù)熱，其典型地耦連在EW燃料箱和汽油發(fā)動機(jī)之間。在進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸之前，EW燃料則通過被加熱的催化管，以便被催化。被催化/被改變的EW燃料隨后進(jìn)入被加熱的氣缸，且瞬時被轉(zhuǎn)化(例如，<0.05秒)為富氫氣體，用于立即燃燒和產(chǎn)生功率。在一個實(shí)施例中，最小時間是在富氫氣體點(diǎn)燃之前完成轉(zhuǎn)化過程所需的。例如，在進(jìn)氣閥關(guān)閉之后，該最小時間可以是0.05秒或更短。在一個例子中，產(chǎn)生的富氫氣體由H₂、CO、CO₂、和諸如O₂的其他氣體構(gòu)成，其中，H₂在富氫氣體中比例最高。電子模塊可調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸的EW燃料的量，以自動調(diào)整發(fā)動機(jī)的功率輸出。被提出的電子模塊還在此之后稱為“EWH(氫)模塊”或“EWH控制器”。還將被改變以靠EW燃料運(yùn)行的汽油車輛稱為“EWH控制器”。

被提出的EWH控制器被安裝，且可行地與汽油發(fā)動機(jī)車輛上的汽油發(fā)動機(jī)集成，對汽油發(fā)動機(jī)進(jìn)行最小改變或沒有改變。通過添加EWH控制器和諸如催化管和貯存箱這樣的上述配件，汽油發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蟿恿Πl(fā)動機(jī)，且汽油發(fā)動機(jī)車輛轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蟿恿Πl(fā)動機(jī)車輛?；旌蟿恿Πl(fā)動機(jī)車輛可使用常規(guī)燃料管線，以將EW燃料供應(yīng)至催化管，以改變EW燃料，且使用常規(guī)燃料噴射器以將被改變的FW燃料混合物噴射到進(jìn)氣歧管中，然后進(jìn)入汽油發(fā)動機(jī)的氣缸中。在所提出的EWH控制器的控制下，EW燃料霧進(jìn)入氣缸，且瞬時蒸發(fā)，并轉(zhuǎn)化為富氫氣體(例如，H₂、CO、CO₂、和諸如O₂的其他氣體，其中H₂占大部分)，其然后點(diǎn)燃，以燃耗來驅(qū)動活塞和曲柄軸。在一個實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)化過程在0.05秒內(nèi)完成。

圖1示出了根據(jù)在此所述的一些實(shí)施例的EWH車輛內(nèi)的示例EW燃料輸送系統(tǒng)100的方框圖。

如可在圖1中看到，諸如乙醇(例如，50％)和水(例如，50％)的混合物的EW燃料被儲存在EW燃料箱102中。EW燃料箱102可以是EWH車輛的標(biāo)準(zhǔn)汽油箱，但填充有EW燃料，而不是汽油。在一些實(shí)施例中，Ew燃料箱102還可是與現(xiàn)有汽油箱不同的箱。EW燃料箱102通過燃料管線和其他燃料輸送器件耦連至催化管104。因此，在到達(dá)發(fā)動機(jī)之前，來自燃料箱102的EW混合物首先行進(jìn)到催化管104，并通過催化管104，以變?yōu)楸淮呋腅W混合物。更特別地，催化管104，典型地為在管內(nèi)裝有特殊設(shè)計(jì)的催化劑的金屬管，隨著EW混合物通過管而催化EW混合物，以使EW混合物中的氫鍵弱化。因此，被催化的EW混合物已經(jīng)明顯減小用于各個氫鍵的解體溫度，由此允許被催化的EW混合物在催化管104下游在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)容易地轉(zhuǎn)化為富氫氣體。在一些實(shí)施例中，來自燃料箱102的EW混合物包括一種或多種催化劑，其在酒精和水混合物通過催化劑管104之前弱化其中的氫鍵。

被催化的EW燃料則通過燃料軌道被輸送到燃料噴射器106。燃料噴射器106可在各個構(gòu)造中實(shí)施，包括傳統(tǒng)的汽油燃料噴射器。燃料噴射器106將受控量的被催化EW燃料噴射到發(fā)動機(jī)108中，該發(fā)動機(jī)是常規(guī)汽油發(fā)動機(jī)。被改變的EW燃料被噴灑到發(fā)動機(jī)108的進(jìn)氣歧管中，且與空氣混合。在一準(zhǔn)確時間時，進(jìn)氣閥打開，且被改變的EW燃料的霧和空氣被“吸”入到氣缸中。氣缸內(nèi)的高溫導(dǎo)致被催化EW燃料霧瞬時蒸發(fā)，并轉(zhuǎn)化為富氫氣體，其隨后被點(diǎn)燃以在發(fā)動機(jī)108內(nèi)燃燒。在一些實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)108熱耦連到催化管104，諸如通過被加熱的冷卻水管，且如此以將通過燃燒過程產(chǎn)生的熱提供至催化管104，以將在催化管104處保持升高的溫度，用于EW混合物催化。

在一些實(shí)施例中，EW燃料輸送系統(tǒng)的上述操作通過EWH模塊/控制器控制，其在以下更詳細(xì)描述。

EW燃料輸送系統(tǒng)的上述操作涉及將EW燃料轉(zhuǎn)化為富氫氣體，以通過汽油發(fā)動機(jī)燃燒。但是，在EWH車輛的冷起動期間，這些操作是難以發(fā)生的，諸如EW燃料轉(zhuǎn)化為氫，因?yàn)榘l(fā)動機(jī)仍然是“冷”的。在一些實(shí)施方式中，貯存箱被使用，其儲存富氫氣體或常規(guī)汽油燃料，以起動和加熱發(fā)動機(jī)和催化管。

圖2示出了根據(jù)在此所述的一些實(shí)施例的EWH車輛內(nèi)的示例發(fā)動機(jī)200的示意圖。發(fā)動機(jī)200是常規(guī)汽油發(fā)動機(jī)，其具有附連到發(fā)動機(jī)200的燃料輸送路徑上的一個或多個模塊，而汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的其余部分沒有改變。

如可在圖2中看到，發(fā)動機(jī)200包括進(jìn)氣歧管202、進(jìn)氣閥204、氣缸206和燃料噴射器208，其敞開到進(jìn)氣歧管202，以從EW燃料箱210供應(yīng)EW燃料。貯存箱212通過氣體閥214耦連至進(jìn)氣歧管202。貯存箱212可儲存富氫氣體，并將被儲存的富氫氣體通過氣體閥214供應(yīng)到進(jìn)氣歧管202。在發(fā)動機(jī)200的冷起動期間，提出的EWH控制器(未示出)可控制氣體閥214的打開和關(guān)閉。更特殊地，當(dāng)EWH控制器接收冷起動信號時，例如，從ECU，EWH控制器關(guān)閉燃料噴射器208停止從EW燃料箱210供應(yīng)EW燃料或汽油燃料至系統(tǒng)200。同時，EWH控制打開氣體閥214，以從貯存箱212供應(yīng)貯存燃料(還稱為“副燃料”)，諸如富氫氣體，至進(jìn)氣歧管292，以與進(jìn)入進(jìn)氣歧管202的空氣216混合，其混合物則通過打開的進(jìn)氣閥204進(jìn)入氣缸206。由于貯存箱212儲存氫燃料，其不需要轉(zhuǎn)化，來自貯存箱212的貯存燃料不需要通過催化管(未示出)。

在冷起動過程期間，發(fā)動機(jī)200消耗來自貯存箱212的燃料，以升溫(因而，該過程可還稱為預(yù)熱過程)。當(dāng)發(fā)動機(jī)預(yù)熱正在進(jìn)行時，來自發(fā)動機(jī)200的熱可用于向工作溫度調(diào)節(jié)催化管。在預(yù)定預(yù)熱周期之后，其典型地小于30秒，EWH控制器通過關(guān)閉氣體閥214停止來自貯存箱210的貯存燃料。例如，當(dāng)催化管準(zhǔn)備好操作時，這可基于通過與催化管集成的溫度傳感器測量的被接收溫度信號而確定，EWH控制器可停止貯存燃料。此時，EWH控制器可允許EW燃料從EW燃料箱210通過燃料噴射器208供應(yīng)到發(fā)動機(jī)200。雖然上述情景假定貯存箱212儲存富氫氣體，可還代替富氫氣體使用其他高效率燃料。例如，貯存箱212可儲存氣體燃料作為貯存燃料。當(dāng)發(fā)動機(jī)200在EW燃料上運(yùn)行時，當(dāng)需要額外的功率時，貯存箱210可供應(yīng)額外的燃料。該“推進(jìn)器”操作模式可通過EWH控制器被控制。在另外的實(shí)施例中，當(dāng)EWH車輛開始從怠速模式加速時，諸如在停車牌或交通燈處停止之后，EWH控制器可將燃料源從EW燃料切換至貯存箱210，從而發(fā)動機(jī)200立刻靠貯存箱210運(yùn)行，且一旦發(fā)動機(jī)在期望條件下運(yùn)行，則EWH控制器將使燃料源切換回到EW燃料。

圖3示出顯示根據(jù)在此所述的一些實(shí)施例的EWH車輛內(nèi)的從EWH模塊/控制器到各個模塊的耦連和控制以確保適當(dāng)?shù)腅W燃料消耗的方框圖。

如可在圖3中看到的，EWH控制器300電耦連至貯存箱302，在發(fā)動機(jī)的冷起動期間或當(dāng)車輛在常規(guī)操作期間需要額外功率時(如下所述)，其提供貯存燃料至常規(guī)汽油發(fā)動機(jī)304。EWH控制器300可控制貯存箱302的打開和關(guān)閉，例如通過控制貯存箱302的氣體閥的打開和關(guān)閉。EWH控制器300可還控制從貯存箱302至發(fā)動機(jī)304的流速，以匹配被節(jié)流閥控制或根據(jù)推進(jìn)器模式所需的額外功率控制的進(jìn)氣。EWH控制器300可還從與貯存箱302集成的傳感器接收監(jiān)視信號，諸如氣壓和溫度。

隨著貯存箱302中的貯存氣體被消耗，氣壓將降低。期望的是保持貯存箱302內(nèi)的貯存氣體的一定水平。在一些實(shí)施方式中，EWH控制器300可控制用在EW燃料消耗期間產(chǎn)生但沒有被燃燒的氫氣或富氫氣體自動重新填充貯存箱302的過程。因而，氣體重新充滿機(jī)構(gòu)可存在于貯存箱302和發(fā)動機(jī)304(如圖3通過從發(fā)動機(jī)304至貯存箱302的路徑所示)之間，以使排氣中的至少一些氫氣或富氫氣體再循環(huán)，并重新填充貯存箱302，這樣做，以保持貯存氣體在貯存箱302內(nèi)的充足量。在一些實(shí)施方式中，EWH控制器300可控制當(dāng)車輛行進(jìn)時通過將受控量的EW燃料從EW燃料箱308通向排氣系統(tǒng)314而自動重新填充貯存箱302的過程。該過程利用排氣系統(tǒng)314內(nèi)的高溫和催化劑，以將一部分EW燃料轉(zhuǎn)化為富氫氣體。被產(chǎn)生的富氫氣體則用于通過指定輸送機(jī)構(gòu)(在圖3中通過從排氣系統(tǒng)314至貯存箱302的路徑)重新填充貯存箱302。

此外參考圖3，在冷起動過程期間，EWH控制器300可監(jiān)視催化管306的一個或多個條件，諸如管溫度。如上所述，發(fā)動機(jī)304可將在燃燒期間產(chǎn)生的熱在冷起動過程期間供應(yīng)至催化管306，諸如通過被加熱的冷卻水系統(tǒng)(如圖3通過從發(fā)動機(jī)304至催化管306的路徑)。EWH控制器300可調(diào)整冷起動時長，直到在催化管306上獲得預(yù)定的溫度。此外，在冷起動過程期間，EWH控制器300可還從ECU 310接收發(fā)動機(jī)304的一個或多個條件，并根據(jù)被接收的一個或多個發(fā)動機(jī)條件調(diào)整冷起動時長。

EWH控制器300還電耦連至EW燃料箱308和燃料噴射器312，以便控制EW燃料箱308的各個燃料供應(yīng)功能。例如，EWH控制器300可控制一旦發(fā)動機(jī)304和催化管3076已經(jīng)升溫并達(dá)到操作條件時從利用貯存箱302的冷起動運(yùn)行階段至利用EW燃料箱308的EW燃料運(yùn)行階段的切換。在切換期間，EWH控制器300可發(fā)送控制信號以關(guān)閉貯存箱302，且同時，發(fā)送控制信號，以允許EW燃料從EW燃料箱308通過催化管306供應(yīng)至發(fā)動機(jī)304。在一些實(shí)施例中，EWH控制器300通過激活EW燃料箱308的燃料泵以及允許燃料噴射器312開始噴灑被改變的EW燃料到發(fā)動機(jī)304的進(jìn)氣歧管中而允許EW燃料的供應(yīng)。在一些實(shí)施例中，EWH控制器300可在噴射頻率和每次噴射的燃料量方面控制燃料噴射器312的操作。因而，EWH控制器300可控制進(jìn)入氣缸的EW燃料的量，從而被轉(zhuǎn)化的富氫氣體產(chǎn)生與其常規(guī)汽油燃料基本相同的能量和每個燃燒周期的功率。通過增加/減小噴射頻率和每次噴射的燃料量，EWH控制器300可直接控制駕駛車輛期間的功率推進(jìn)和減小。

除了基于節(jié)流控制的EW燃料供應(yīng)的正常增加和減小，EWH控制器300可控制在扭矩輸出的瞬時增加被需要時的這種增加，諸如當(dāng)爬坡或當(dāng)加速以便超越另一車輛時。為此，通過增加燃料噴射頻率和/或燃料噴射時長(即，每次噴射的量)，EWH控制器300可控制進(jìn)入氣缸的EW燃料的量的瞬時增加，以便在正常操作期間的燃料量以上。替換地，EWH控制器300可還打開貯存箱302，以將額外的氫氣供應(yīng)給燃料混合物，由此瞬時增大扭矩。在一些實(shí)施例中，EWH控制器300可升高催化管溫度，以增加氫轉(zhuǎn)化率，由此增大扭矩。為了瞬時增大扭矩(稱為“渦輪增壓模式”)，多個上述技術(shù)可組合，例如，通過同時增加EW燃料供應(yīng)和打開貯存氣體供應(yīng)。在一些實(shí)施例中，渦輪增壓模式可通過推動單獨(dú)的開關(guān)而被激活或停用。

如上所述的，來自EW燃料箱308的EW燃料通過催化管306被催化，以變?yōu)楸桓淖兊腅W燃料。燃料噴射器312則將改變的EW燃料噴灑到發(fā)動機(jī)304的進(jìn)氣口，其產(chǎn)生被改變的EW燃料的霧。當(dāng)進(jìn)氣閥打開時，被改變的EW燃料霧和包括O₂的空氣的混合物進(jìn)入氣缸，且瞬時蒸發(fā)。在關(guān)閉進(jìn)氣閥之后的時刻，EW燃料蒸氣通過在氣缸內(nèi)的高溫轉(zhuǎn)化為富氫氣體。在一些實(shí)施方式中，EWH控制器300還電耦連至發(fā)動機(jī)304，以直接提供點(diǎn)火控制信號，以控制富氫氣體和空氣混合物的點(diǎn)火時機(jī)。

注意到，富氫氣體燃燒產(chǎn)生火焰，其以比燃燒汽油煙氣的速度快許多倍的速度傳播。此外，富氫氣體具有比汽油高得多的辛烷值。與利用催化管306以改變EW燃料組合的富氫氣體燃燒以及EWH控制器300和原始車輛ECU之間的適當(dāng)協(xié)作的這些特性，允許當(dāng)EW混合物進(jìn)入氣缸時瞬時轉(zhuǎn)化為富氫氣體。

如圖3所示，EWH控制器300電連接至EWH車輛的標(biāo)準(zhǔn)ECU 310。EWH控制器300可控制和調(diào)整當(dāng)在EW燃料上運(yùn)行時的發(fā)動機(jī)操作條件，以與當(dāng)在汽油燃料上運(yùn)行時的發(fā)動機(jī)操作條件相協(xié)調(diào)，從而當(dāng)EW燃料被發(fā)動機(jī)304使用時，ECU 310“變戲法”似的執(zhí)行控制發(fā)動機(jī)性能的正常功能，好似在常規(guī)汽油操作模式中。更特殊地，EWH控制器300可從ECU 310接收關(guān)于發(fā)動機(jī)304的操作相關(guān)的各種傳感器信號。EWH控制器300可處理這些傳感器信號，以調(diào)整和控制在發(fā)動機(jī)304內(nèi)的每個燃燒周期的EW燃料輸送和轉(zhuǎn)化的精確量，從而由燃燒被轉(zhuǎn)化的富氫氣體產(chǎn)生的能量和功率的量與當(dāng)汽油燃料被發(fā)動機(jī)304使用時產(chǎn)生的能量和功率準(zhǔn)確地匹配。以此方式，在EW燃料操作期間的車輛ECU將繼續(xù)接收發(fā)動機(jī)操作條件，其匹配由ECU310已知的汽油操作的意圖操作條件，從而ECU將不會基于發(fā)動機(jī)性能懷疑任何故障來觸發(fā)警報。因此，ECU 310可執(zhí)行其全部初始編程功能，來控制發(fā)動機(jī)304的操作，好似常規(guī)汽油燃料被發(fā)動機(jī)304使用一樣，因而在EW燃料上運(yùn)行時達(dá)到EWH控制器300和初始ECU之間的無縫協(xié)作。

在一些實(shí)施方式中，EWH車輛的儀表板儀器可顯示各個車輛和發(fā)動機(jī)條件，諸如發(fā)動機(jī)溫度、RPM，這些被顯示的參數(shù)與使用常規(guī)汽油燃料時的參數(shù)值一致。在一些實(shí)施例中，當(dāng)EMH車輛從EW燃料操作模式切換到標(biāo)準(zhǔn)汽油操作模式時，ECU 310執(zhí)行正常的ECU功能。

EWH控制器300耦連至排氣系統(tǒng)314，且可從被發(fā)動機(jī)304產(chǎn)生的排氣接收排氣反饋參數(shù)，諸如排氣中的CO、CO₂和O₂成分的量?？刂破?00可基于排氣參數(shù)而調(diào)整輸送至發(fā)動機(jī)304的EW燃料的量。特別地，當(dāng)EW燃料被使用時，當(dāng)EW燃料轉(zhuǎn)化為氫時，O₂被產(chǎn)生。這樣，從由環(huán)境供應(yīng)的空氣需要較少的O₂，而更多的O₂可保留在排氣中。因而，在EW燃料操作模式期間，O₂警報臨界值可設(shè)定為比使用汽油時O₂警報臨界值更高。如上所述，EMH控制器300還可控制使排氣中保留的氫氣再循環(huán)的過程，例如，通過將氫氣從排氣中分離，且用再循環(huán)氫氣填充貯存箱。

雖然貯存箱302可重新填充有來自在正常EW燃料消耗期間產(chǎn)生的排氣的再循環(huán)氣體，在一個實(shí)施例中，EWH控制器300可激活增加的EW燃料消耗，以產(chǎn)生額外的氫氣，并隨后將多余的氫氣儲存到貯存箱中。

EWH控制器300被設(shè)計(jì)為具有多個智能功能，以識別不允許/未達(dá)標(biāo)的燃料。注意到，具有不適當(dāng)?shù)囊掖紝λ旌媳然蛞欢ㄎ廴境煞值牟辉试S燃料可以是危險的，且對發(fā)動機(jī)和其他系統(tǒng)模塊是致命的。為了安全、可靠和經(jīng)濟(jì)原因，必須只購買和添加具有預(yù)定混合比和純度的被允許EW燃料到EWH車輛中。因?yàn)镋W燃料可以非常容易“在家”通過混合酒精和水制造，不允許的燃料可以是所提出的EWH車輛的較大顧慮。

防止使用不允許燃料的一個方法是基于EWH控制器300檢測不允許燃料的能力。例如，EW燃料箱308可耦連至燃料驗(yàn)證模塊316，其從與EW燃料箱308集成的傳感器讀取信號，該信號檢測燃料屬性。這樣的性能可包括但不限于：EW燃料的阻力、EW燃料的壓力、EW燃料的溫度和酒精對水成分的混合比(例如，％的乙醇對％的水)。每次EW燃料箱308被重新填滿時或在起動車輛時，EWH控制器300從燃料驗(yàn)證模塊316接收燃料屬性，并將被接收的燃料屬性與被儲存的達(dá)標(biāo)燃料參數(shù)比較。例如，EMH控制器300可接收燃料在EW燃料箱308內(nèi)的阻力值，并將其與達(dá)標(biāo)燃料的標(biāo)準(zhǔn)阻力值比較。因而，EWH控制器300可基于燃料屬性分析識別未達(dá)標(biāo)燃料。如果未達(dá)標(biāo)燃料被檢測到，則EWH控制器300可產(chǎn)生警報，防止發(fā)動機(jī)啟動，或執(zhí)行延遲的發(fā)動機(jī)關(guān)閉，如果發(fā)動機(jī)在運(yùn)行的話。在一些實(shí)施方式中，EWH控制器300可從與EW燃料箱308集成的傳感器直接接受傳感器信號。

EWH控制器300可還儲存允許燃料的操作值，例如，操作值可包括燃料消耗數(shù)據(jù)，諸如每單位燃料消耗的實(shí)時能量產(chǎn)生。因而，在重新加料之后，EWH控制器300可將新的燃料消耗數(shù)據(jù)與被儲存的消耗數(shù)據(jù)比較，且檢測未達(dá)標(biāo)燃料，如果那些數(shù)據(jù)不匹配的話。再次，如果未達(dá)標(biāo)燃料被檢測到，則EWH控制器300可產(chǎn)生警報，防止發(fā)動機(jī)啟動，或執(zhí)行延遲的發(fā)動機(jī)關(guān)閉，如果發(fā)動機(jī)在運(yùn)行的話。

另一檢測未達(dá)標(biāo)燃料的技術(shù)基于購買信息。當(dāng)購買時，EW燃料可產(chǎn)生購買信息，包括產(chǎn)品代碼、燃料類型和購買量。EWH控制器300可在燃料購買期間獲得該信息，例如，從燃料驗(yàn)證模塊316，其包括用于讀取該信息的接口。如果產(chǎn)品代碼或燃料類型丟失或不匹配允許的燃料類型，或如果燃料箱中的量在重新加料之后不匹配購買量，則檢測到不允許燃料購買或不允許的重新加料。EWH控制器300則防止發(fā)動機(jī)啟動，或執(zhí)行延遲的發(fā)動機(jī)關(guān)閉，如果發(fā)動機(jī)在運(yùn)行的話，和/或發(fā)出警報。

圖4示出根據(jù)在此所述的一些實(shí)施例的靠EW燃料運(yùn)行的汽油發(fā)動機(jī)車輛上安裝的所提出的EWH控制器300執(zhí)行的各個控制功能。注意到，在其他實(shí)施方式中，EWH控制器可執(zhí)行比圖4更少或更多的功能。

如在圖4中示出的，EWH控制器300可控制汽油發(fā)動機(jī)車輛的起動過程(402)，例如通過控制冷起動過程時長，和從冷起動過程切換到常規(guī)EW燃料操作模式。EWH控制器300可控制貯存箱的打開、關(guān)閉、氣體流速(404)，其典型地儲存貯存氫或富氫氣體。EWH控制器300可控制在EW燃料操作期間的貯存箱的自動重新填充(406)，例如，通過使用于排氣的剩余氫氣再循環(huán)或通過使用由于使受控量的EW燃料通過熱排氣系統(tǒng)而產(chǎn)生的富氫氣體。EWH控制器300可控制用于發(fā)動機(jī)消耗的燃料源在貯存箱和主(EW)燃料箱之間的切換(408)，例如，當(dāng)冷起動過程完成時，從貯存箱切換到EW燃料箱，或當(dāng)?shù)∷僦蠹铀贂r，從EW燃料箱切換到貯存箱。EWH控制器300可控制催化管的催化管溫度和其他操作條件(410)，例如，在冷起動過程期間以預(yù)熱催化管。EWH控制器300可控制燃料噴射器的打開和關(guān)閉狀態(tài)，以將被改變的EW燃料輸送到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管(412)。EWH控制器300可還控制燃料噴射器的噴射頻率和每次噴射的時長(即，脈寬)，以將可調(diào)整量的改變的EW燃料輸送到發(fā)動機(jī)(412)。EWH控制器300可控制在汽油發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的被轉(zhuǎn)化富氫氣體的點(diǎn)火時機(jī)(414)，例如，通過提供點(diǎn)火信號花活塞。

EWH控制器300可從ECU接收各個傳感器信號，并調(diào)整和控制由燃燒所述被轉(zhuǎn)化的富氫氣體產(chǎn)生的功率的量，以匹配在使用汽油燃料時的功率(416)。EWH控制器300可控制瞬時增加輸出扭矩的渦輪增壓模式的開始和停止(408)，例如，通過打開貯存箱以將額外的氫氣供應(yīng)至燃料混合物。EWH控制器300可監(jiān)視排氣排放物，并控制排氣中的特定化合物的排放水平(420)，諸如CO、CO₂、O₂等。EWH控制器300可執(zhí)行EW燃料驗(yàn)證，并防止不允許EW燃料使用(422)，例如，EWH控制器300可基于EW燃料的阻力值驗(yàn)證EW燃料。EWH控制器300可還獲得EW燃料購買信息，并基于購買信息檢測不允許燃料購買(424)，其中，購買信息可包括產(chǎn)品代碼、燃料類型和購買量。

EWH控制器300實(shí)施為具有接口的電子模塊。該電子模塊可包括布置在PCB板上的一個或多個集成電路(IC)芯片，該P(yáng)CB板則布置在高強(qiáng)度保護(hù)外殼內(nèi)，以形成EWH封裝。該一個或多個IC芯片可包括處理器芯片和存儲器芯片。處理器芯片可實(shí)施為特殊目的邏輯電路，例如FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)或ASIC(專用集成電路)。高強(qiáng)度外殼可由耐溫高強(qiáng)度金屬、陶瓷或塑料制成，從而其難以被力改變或打開。在一些實(shí)施方式中，外殼內(nèi)的EWH控制器當(dāng)從不允許的檢查裝置接收檢查時，可自毀滅。因而，在維護(hù)和修理期間，可使用專用的檢查工具來避免損壞EWH控制器。

注意到，EWH控制器300的上述功能的一些或全部可在一個或多個專用集成電路(ASIC)和/或一個或多個數(shù)據(jù)信號處理器(DSP)中實(shí)施。此外，所述功能可更多地在硬件中并更少地在軟件中實(shí)施，或更少地在硬件中并更多地在軟件中實(shí)施，如本領(lǐng)域所已知的。另外，EWH控制器300中的電路可利用以下實(shí)施：互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)、n型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)、p型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)和/或雙極結(jié)型晶體管。

圖5示出根據(jù)在此所述的一些實(shí)施例的利用所提出的EWH控制器控制汽油發(fā)動機(jī)車輛以靠EW燃料運(yùn)行的方法的流程圖。

該方法可在EWH控制器例如從汽油發(fā)動機(jī)車輛的ECU接收冷起動信號時開始(步驟502)。EWH控制器則控制冷起動過程，以預(yù)熱汽油發(fā)動機(jī)和催化管(步驟504)。例如，EWH控制器關(guān)閉從EW燃料箱供應(yīng)EW燃料的燃料噴射器，且打開氣體閥，以從貯存箱供應(yīng)貯存富氫氣體。在完成冷起動過程之后，EWH控制器控制燃料源從貯存箱(副燃料源)到EW燃料箱(主燃料源)的切換(步驟506)。EWH控制器則控制所述被改變的/催化的EW燃料至汽油發(fā)動機(jī)的輸送，在那里，被改變的EW燃料瞬時在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)化為富氫氣體(步驟508)。例如，產(chǎn)生的富氫氣體可由H₂、CO、CO₂、和諸如O₂的其他氣體構(gòu)成，其中，H₂在富氫氣體中比例最高。在一些實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)化過程在0.05秒內(nèi)完成。接下來，EWH控制器控制由燃燒所述被轉(zhuǎn)化的富氫氣體產(chǎn)生的功率的量，以匹配當(dāng)在同一汽油發(fā)動機(jī)中使用汽油燃料產(chǎn)生的功率(步驟510)。因此，當(dāng)EW燃料被汽油發(fā)動機(jī)使用時，ECU“像變戲法”似的執(zhí)行控制發(fā)動機(jī)性能的正常功能，如同在常規(guī)汽油操作模式下。

被提出的EWH控制器被安裝，且可行地與汽油發(fā)動機(jī)車輛上的汽油發(fā)動機(jī)集成，對汽油發(fā)動機(jī)進(jìn)行最小改變或沒有改變。通過添加EWH控制器和諸如催化管和貯存箱這樣的上述配件，汽油發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蟿恿Πl(fā)動機(jī)，且汽油發(fā)動機(jī)車輛轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蟿恿Πl(fā)動機(jī)車輛。除了靠汽油運(yùn)行，這樣的混合動力發(fā)動機(jī)車輛可靠通過填充有被提出的EW燃料的常規(guī)汽油箱直接供應(yīng)的EW燃料混合物運(yùn)行，或其可靠貯存箱供應(yīng)的氫氣運(yùn)行。

混合動力發(fā)動機(jī)車輛可使用常規(guī)燃料管線，以將EW燃料供應(yīng)至金屬催化管，以改變EW燃料，且使用常規(guī)燃料噴射器以將被改變的FW燃料混合物噴射到進(jìn)氣歧管中，然后進(jìn)入汽油發(fā)動機(jī)的氣缸中。在所提出的EWH控制器的控制下，EW燃料霧進(jìn)入氣缸，且瞬時蒸發(fā)，并轉(zhuǎn)化為富氫氣體，其然后點(diǎn)燃，以燃耗來驅(qū)動活塞和曲柄軸。所提出的混合動力發(fā)動機(jī)車輛的一些優(yōu)勢包括但不限于，低構(gòu)造成本、低操作成本、高功率和扭矩輸出、靈活燃料源、近零排放、許多類型汽油車輛的通用應(yīng)用和促進(jìn)替代能源發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的能力。

在本專利申請中描述的主題的實(shí)施和功能操作可在各種系統(tǒng)、數(shù)據(jù)電子電路中實(shí)施，或在包括本說明書中披露的結(jié)構(gòu)和它們的結(jié)構(gòu)的等同體的計(jì)算機(jī)軟件、固件或硬件中實(shí)施，或在它們的一個或多個組合中。在本說明書中描述的主題的實(shí)施可被實(shí)施為一個或多個計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，即，在有形和非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上編碼的計(jì)算機(jī)程序指令的一個或多個模塊，用于通過數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行或控制其操作。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是機(jī)器可讀存儲裝置、機(jī)器可讀存儲基板、存儲器裝置、影響機(jī)器可讀傳播信號的物質(zhì)的組分，或它們的一個或多個的組合。術(shù)語“數(shù)據(jù)處理設(shè)備”包含所有用于處理數(shù)據(jù)的設(shè)備、裝置和機(jī)器，作為例子，包括可編程處理器、計(jì)算機(jī)或多個處理器或計(jì)算機(jī)。除了硬件，設(shè)備可包括建立用于相關(guān)計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行環(huán)境的代碼，例如，構(gòu)成處理器固件、協(xié)議棧、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)或它們的一個或多個的組合的代碼。

計(jì)算機(jī)程序(還稱為程序、軟件、軟件應(yīng)用、腳本或代碼)可以任意形式的編程語言編寫，包括匯編或編譯語言，其可以任意形式展開，包括作為獨(dú)立程序或作為模塊的部分、子程序或適于在計(jì)算機(jī)環(huán)境中使用的其他單元。計(jì)算機(jī)程序不是必須對應(yīng)于在文件系統(tǒng)中的文件。程序可存儲在保持其他程序或數(shù)據(jù)的文件(存儲在標(biāo)記語言文件中的一個或多個腳本)的一部分中、在專用于相關(guān)程序的單個文件中，或多個協(xié)調(diào)文件(即，存儲一個或多個模塊、子程序或代碼部分的文件)中。計(jì)算機(jī)程序可展開以在一個計(jì)算機(jī)或在多個計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，所述多個計(jì)算機(jī)位于一個位置或在多個位置上分布，且通過通信網(wǎng)絡(luò)互連。

在本說明書中描述的方法和邏輯流可通過一個或多個可編程處理器執(zhí)行，其執(zhí)行一個或多個計(jì)算機(jī)程序，以通過在輸入數(shù)據(jù)上操作并產(chǎn)生輸出而執(zhí)行功能。該方法和邏輯流還可通過特殊目的邏輯電路，例如FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)或ASIC(專用集成電路)執(zhí)行，且設(shè)備可還實(shí)施為該特殊目的邏輯電路，例如FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)或ASIC(專用集成電路)。

作為例子，適于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的處理器包括通用和特殊目的微處理器二者，以及任意類型的數(shù)據(jù)計(jì)算的任意一個或多個處理器。通常，處理器將從只讀存儲器或隨機(jī)訪問存儲器或二者接收指令和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)的主要元件是用于執(zhí)行指令的處理器和用于存儲執(zhí)行和數(shù)據(jù)的一個或多個存儲器裝置。通常，計(jì)算機(jī)將還包括一個或多個用于存儲數(shù)據(jù)的大存儲裝置，或操作地耦連以從一個或多個用于存儲數(shù)據(jù)的大存儲裝置接收數(shù)據(jù)或傳送數(shù)據(jù)至其，或二者，該大存儲裝置例如磁、磁光盤或光盤。但是，計(jì)算機(jī)不需要具有這樣的裝置。適于存儲計(jì)算機(jī)程序指令和數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括所有形式的非易失性存儲器、介質(zhì)和存儲器裝置，作為例子包括半導(dǎo)體存儲器裝置，例如EPROM、EEPROM和閃存裝置。處理器和存儲器可通過特殊目的的邏輯電路補(bǔ)充或并入在其中。

雖然本專利文件包含許多細(xì)節(jié)，這些不應(yīng)視為對任何發(fā)明范圍或可要求權(quán)利的限制，而是作為對特定發(fā)明的特定實(shí)施例的特定的特征的描述。在本專利文件中在單獨(dú)的實(shí)施例背景下描述的一定特征可還組合并入在單個實(shí)施例中。相反，在單個實(shí)施例背景下描述的各個特征可還在多個實(shí)施例中單獨(dú)或以任何適當(dāng)子組合實(shí)施。此外，盡管特征可在以上描述為以單個組合作用及甚至初始地這樣要求權(quán)利，來自被要求權(quán)利的組合的一個或多個特征可在一些情況下由該組合實(shí)行，且被要求權(quán)利的組合可指向子組合或子組合的變體。

類似地，雖然操作在附圖中以特定順序示出，這不應(yīng)理解為要求這樣的操作以所示的特定順序或以相繼順序執(zhí)行，或所示操作被執(zhí)行以達(dá)到期望效果。此外，在本專利文件中所述的實(shí)施例中的各個系統(tǒng)部件的分離不應(yīng)理解為在所有實(shí)施例中要求這樣的分離。

僅一些實(shí)施方式和例子被描述，其他實(shí)施方式、改進(jìn)和變體可基于在本專利文件中所述和所示的進(jìn)行。